出品:科普中國
制作:生生不息團隊 黨以凡
監制:中國科學院計算機網絡中心
據悉,當地時間5月31日,美國宇航局宣布,計劃于2018年向太陽發射一個探測器,將在距離太陽表面650萬公里的外大氣層軌道,觀測日冕的活動。這將是NASA第一個飛入日冕的探測器,也是人類首次近距離接觸太陽。

圖片來源網絡
從兩小兒辯日到詩人海子的“你來人間一趟,你要看看太陽”,從憑空猜測到謹慎研究再到嘗試接觸,人們對于這顆火球的好奇與熱愛亙古不變,生生不息。那么太陽到底是怎樣的結構?NASA即將飛入的日冕又是哪個部分?下面我們就來對這顆熟悉又陌生的星球做個簡單的了解。
太陽是太陽系的中心天體,是太陽系里唯一的一顆恒星,也是離地球最近的一顆恒星。

太陽與其他行星關系示意圖(gif)
位置:太陽是一顆中等質量的充滿活力的壯年星,它處于銀河系內,位于距銀心約10千秒差距的懸臂內,銀道面以北約8秒差距處。
大小:太陽的直徑為139.2萬千米,是地球的109倍。它的體積為141億億立方千米,是地球的130萬倍。
質量:太陽的質量近2000億億億噸,是地球的33萬倍,它集中了太陽系99.865%的質量,是個絕對至高無上的“國王”。
太陽的內部結構
太陽是個熾熱的氣體星球,沒有固體的星體或核心。

太陽結構(來源網絡)
從中心到邊緣,太陽可分為核反應區、輻射區、對流區和大氣層,太陽大氣的主要成分是氫(質量約占71%)與氦(質量約占27%)。
太陽能量的99%是由中心的核反應區的熱核反應產生的。其中心的密度和溫度極高,發生著由氫聚變為氦的熱核反應,而該反應足以維持100億年,因此太陽目前正處于中年期。
太陽的表面結構
太陽和地球一樣,也有大氣層,從內到外可分為光球、色球和日冕三層。

太陽表面結構圖(來源網絡)
光球層厚約5000千米,我們所見到太陽的可見光,幾乎全是由光球發出的。光球表面有顆粒狀結構----“米粒組織”。光球上亮的區域叫光斑,暗的黑斑叫太陽黑子,太陽黑子的活動具有平均11.2年的周期。
從光球表面到2000千米高度為色球層,它得在日全食時或用色球望遠鏡才能觀測到,在色球層有譜斑、暗條和日珥,還時常發生劇烈的耀斑活動。
色球層之外為日冕層,它溫度極高,延伸到數倍太陽半徑處,用空間望遠鏡可觀察到X射線耀斑,能直接引起地球電離層騷擾,從而影響地球短波通訊。
日冕探秘
本次的NASA探測器將飛入日冕層,這一結構得在日全食時或用日冕儀才可觀測到。在太陽活動極大年,日冕接近圓形;在太陽寧靜年則呈橢圓形。
日冕中有大片不規則的暗黑區域,叫冕洞。冕洞是日冕中氣體密度較低的區域。冕洞分為三種:極區冕洞,孤立冕洞,延伸冕洞。

日冕直觀圖,白色部分為日冕(來源網絡)
日冕物質噴發太陽能以太陽風——物質粒子流的形式失去物質。冕洞是高速太陽風的重要源泉。

2012年日冕物質拋射.gif(來源:美國航天局)
日冕物質拋射是發生在日冕的非常宏觀龐大的物質和磁場結構,它是大尺度致密等離子體的突然爆發現象。對地球影響最大的莫過于它。
當太陽上有強烈爆發和日冕物質拋射時,太陽風攜帶著的強大等離子流可能到達地球極區。這時,地球兩極就出現極光。極光的形態千變萬化。太陽系內某些具有磁場的行星上也有極光。
回到前文導引的美國探日計劃,據悉,本次的太陽探測器高約3米,將身穿12厘米厚碳復合保護罩。不同于歷史上的任何航天器,它將直接飛入太陽外層大氣層日冕所在軌道上,距離太陽表面僅650萬公里,探索和觀測太陽外部,了解太陽風。
看,科技進步助我們登月,讓我們飛向外太空,甚至能夠接觸太陽這顆令人望而生畏的火球,后羿他老人家若是在的話,不知會不會為我們點個贊?

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